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一种应用于BMS的高压MUX设计
| 论文题名： | 一种应用于BMS的高压MUX设计 |
| 关键词： | 电动汽车;高压MUX;电池管理系统;减法器 |
| 摘要： | 随着我国大众生活水平的提高和绿色低碳环保意识的增强，当前对新能源汽车的需求量不断增加，与之对应的锂电池需求量也随之增加。为了提高电池的性能和增加电池的使用寿命，电池管理系统（BatteryManagementSystem，BMS）成为现阶段新能源电动汽车发展中的重要研究方向。随着半导体行业的发展，集成电路设计技术的提高，使电池管理系统集成化成为可能，集成化的BMS芯片可有效提高其工作效率，降低功耗以及电磁干扰等优势，因此BMS相关专用芯片的研发与设计具有重要的意义。 本文基于0.18μmCMOS工艺研究设计一款针对8节锂电池串联电池组单体电池的电压采集模拟高压MUX（Multiplexer，多路选择器）芯片。本文设计的高压MUX芯片主要由高压MUX和高压运算放大器两部分组成，其中MUX主要由数字译码器、数字电平转换电路、高压开关阵列等电路组成，用于传输单节电池两端电压，传输电压范围0V至45V；高压运算放大器直流增益达140dB，由它构成的减法器将MUX输出的电池两端电压差比例放大并输出。 基于CadenceVirtuoso模拟IC设计平台，完成电路设计、版图设计以及仿真验证，并交付代工厂流片。仿真结果表明，通过数字控制信号，MUX电路可以实现对8节锂电池串联电池组单体电压的动态传输。高压运算放大器工作电压为10V至45V，直流增益达140dB，相位裕度为66度，共模抑制比为176dB，电源抑制比为130dB。由运算放大器构成减法器可实现单节电池两端电压差运算，单体电池电压检测误差过不超过1.8mV，可在800μs时间内完成8节电池单体电压扫描和输出。 |
| 作者： | 王贺杰 |
| 专业： | 控制工程 |
| 导师： | 俞度立;李为公 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京化工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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